Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Kiedy cząsteczki zamarzają
- Mieszam to
- Zdejmowanie ciśnienia
- Amazing Hot Ice
Dwa rodzaje zmian, jeden chemiczny i jeden fizyczny, mogą wpływać na punkt zamarzania substancji. Możesz obniżyć temperaturę krzepnięcia niektórych płynów, mieszając z nimi drugą rozpuszczalną substancję; w ten sposób sól drogowa powstrzymuje stopioną wodę przed zamarzaniem w niskich temperaturach. Podejście fizyczne, zmieniające ciśnienie, może również obniżyć punkt zamarzania cieczy; Może również wytwarzać niezwykłe stałe postacie substancji, których nie widać przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Środek przeciw zamarzaniu obniża temperaturę zamarzania wody, utrzymując ją w stanie ciekłym w niskich temperaturach. Zrobią to zarówno cukier, jak i sól, choć w mniejszym stopniu.
Kiedy cząsteczki zamarzają
Siły elektryczne między cząsteczkami określają temperatury, w których substancja zamarza i wrze; im silniejsze siły, tym wyższa temperatura. Na przykład wiele metali jest związanych silnymi siłami; temperatura topnienia żelaza wynosi 1535 stopni Celsjusza (2797 stopni Fahrenheita). Siły między cząsteczkami wody są znacznie słabsze; woda zamarza w temperaturze zero stopni C (32 stopnie F). Mieszaniny rozpuszczalników i zmiany ciśnienia zmniejszają siły między cząsteczkami, obniżając temperaturę krzepnięcia cieczy.
Mieszam to
Mieszając jedną ciecz z inną kompatybilną substancją, obniżasz punkt zamarzania cieczy. Substancje muszą być kompatybilne, aby zapewnić całkowite wymieszanie; na przykład olej i woda oddzielają się i nie zmienią temperatury zamarzania. Mieszanina soli kuchennej i wody ma niższą temperaturę krzepnięcia, podobnie jak mieszanina wody i alkoholu. Chemicy mogą przewidzieć różnicę temperatur krzepnięcia, stosując wzór, który uwzględnia ilości danej substancji i stałą związaną z drugą substancją. Na przykład, jeśli obliczysz dla wody i chlorku sodu, a wynik to -2, oznacza to, że temperatura zamarzania mieszaniny jest o 2 stopnie C (3,6 stopnia F) niższa niż dla czystej wody.
Zdejmowanie ciśnienia
Zmiany ciśnienia mogą podnieść lub obniżyć punkt zamarzania substancji. Zasadniczo ciśnienia niższe niż 1 atmosfera obniżają temperaturę, w której substancja zamarza, ale w przypadku wody wyższe ciśnienie daje niższą temperaturę krzepnięcia. Siła ze zmiany ciśnienia zmienia się w siły molekularne już występujące w substancji. W przypadku wody o niskim ciśnieniu para zamienia się bezpośrednio w lód, nie stając się cieczą.
Amazing Hot Ice
Woda ma kilka faz stałych, z których każdą obserwuje się przy różnym ciśnieniu. Standardowy lód, który naukowcy nazywają „lodem I”, istnieje pod ciśnieniem atmosferycznym i ma charakterystyczną sześciokątną strukturę krystaliczną. W temperaturach poniżej minus 80 stopni C (minus 112 stopni F) sześcienne kryształy lodu mogą tworzyć się z pary pod ciśnieniem 1 atmosfery. Przy wysokim ciśnieniu tworzą się egzotyczne rodzaje lodu; naukowcy identyfikują je jako Ice II do Ice XV. Te formy lodu mogą pozostawać w stanie stałym w temperaturach przekraczających 100 stopni C (212 stopni F) - temperatura wrzenia wody przy ciśnieniu 1 atmosfery.